(57)【要約】【課題】走行環境に応じてタイヤの摩擦係数を容易に変化させることのできるタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１０内部のタイヤ表面側および裏面側におけるタイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍には一対のリング状の押圧部２８が配置される。各押圧部２８には回動自在にアーム部３０が接続され、各アーム部３０の他端には各アーム部３０を回動自在に連結すると共に、タイヤトレッド部１２の幅方向の略中央位置で、タイヤ１０の径方向に移動自在なウエイト３２が配置されている。タイヤ１０が走行状態になると、ウエイト３２が遠心力により矢印Ａ方向に移動し、アーム部３０を介して押圧部２８を押圧する。その結果、タイヤトレッド部１２の接地面積が増加し走行中の制動性能や旋回性能が向上する。【選択図】  図１
2006137388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内部側に設けられ、走行環境に応じてタイヤトレッド部の接地面積を変化させるべくタイヤ内部側から前記タイヤトレッド部またはその近傍に対する押圧力を変化させる押圧手段を含むことを特徴とするタイヤ。
【請求項２】
前記押圧手段は、
タイヤトレッド部とショルダー部との境目近傍に配置される押圧部と、
前記押圧部に押圧力を付与する押圧力発生手段と、
を含むことを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
【請求項３】
前記押圧部は、タイヤ内部の表面側および裏面側の全周に配置されるリング状部材であり、前記押圧力発生手段は、前記リング状部材をタイヤトレッド部の幅方向に移動させることを特徴とする請求項２記載のタイヤ。
【請求項４】
前記押圧力発生手段は、タイヤ内部に設けれたウエイトであって、タイヤ回転時に発生する遠心力に応じて前記押圧部に対する押圧力を変化させることを特徴とする請求項２または請求項３記載のタイヤ。
【請求項５】
さらに、タイヤ回転時に発生する遠心力による押圧力を調節する調節手段を含むことを特徴とする請求項４記載のタイヤ。
【請求項６】
前記押圧手段は、自身の質量に対して発生する遠心力によりタイヤトレッド部の接地面積を変化させることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
【請求項７】
前記押圧手段は、
タイヤの使用環境の変化に応じて形状が変化する感応部材であって、当該感応部材の形状変化により押圧力を変化させることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
【請求項８】
前記感応部材は、バイメタルで構成されることを特徴とする請求項７記載のタイヤ。
【請求項９】
前記感応部材は、ピエゾ素子で構成されることを特徴と請求項７記載のタイヤ。
【請求項１０】
タイヤ内部のタイヤ表面側および裏面側におけるタイヤトレッド部とショルダー部との境目近傍に配置される一対の押圧部と、
前記各押圧部に回動自在に接続される一対のアーム部と、
前記各アーム部の他端に接続され各アーム部を回動自在に連結すると共に、タイヤトレッド部の幅方向の略中央位置で、タイヤ径方向に移動自在なウエイトと、
を含むことを特徴とするタイヤ。
【請求項１１】
タイヤトレッド部に対応するタイヤ内部に複数配置されるピエゾ素子と、
車両の走行状態情報を取得する走行状態情報取得手段と、
前記走行状態情報取得手段で取得した走行状態情報に基づき、前記ピエゾ素子を駆動し、前記タイヤトレッド部の接地面積を増大させる電圧印加手段と、
を含むことを特徴とする車輪。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤまたは車輪、特に、走行環境に応じてタイヤの摩擦係数を変化させることのできるタイヤまたは車輪の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両などに装着されるタイヤは、密閉された空気室に充填された所定空気圧の空気によりその形状を維持している。一般に走行中のタイヤの空気圧は、ほぼ一定であり、タイヤトレッド部の接地面積は、タイヤの空気圧に基づき規定される。つまり、タイヤの材質やトレッドパターンの変更を行わない限りタイヤの摩擦係数は一定になる。しかし、効率的な制動を行いたい場合や安定した旋回を行いたい場合には、タイヤの摩擦係数は高い方が好ましい。そこで、例えば、特許文献１には、タイヤの表面を内周側へ幅方向から押圧する押圧調整手段を備えるものがある。この構造を有するタイヤは、押圧調整手段により強制的にタイヤの接地幅を変化させ、タイヤの摩擦抵抗を変化させている。例えば、減速を行う場合には、押圧調整手段による挟持を緩め、タイヤの接地面積を広げ摩擦抵抗を増大させることにより制動性能を向上している。また、タイヤに空気圧送調整手段を設けて、タイヤ内の圧力を変化させることによりタイヤを変形させ、タイヤの接地面積を変化させる例も開示されている。つまり、タイヤ内の空気圧を低圧にすることにより接地面積を広げ摩擦抵抗を増大させることにより制動性能を向上している。
【特許文献１】特開２０００−３０１９０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述のように、押圧調整手段によりタイヤの外側から挟持してタイヤの形状を変化させる場合、押圧調整手段の構造が複雑になると共に、通常、所定形状を維持しているタイヤを押圧するため、大きな押圧力を発生できる構造が必要になり構造体が大型化してしまうという問題があった。つまり、容易にタイヤの摩擦係数を変化させることができないという問題があった。また、内部の空気圧を変化させるものは、空気圧の変化により、タイヤの許容加重が変化し、タイヤ性能にばらつきが発生してしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は、上述の事情を鑑みてなされたものであり、走行環境に応じてタイヤの摩擦係数を容易に変化させることのできるタイヤまたは車輪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るタイヤは、タイヤ内部側に設けられ、走行環境に応じてタイヤトレッド部の接地面積を変化させるべくタイヤ内部側からタイヤトレッド部またはその近傍に対する押圧力を変化させる押圧手段を含むことを特徴とするタイヤ。
【０００６】
ここで、タイヤトレッド部またはその近傍とは、タイヤトレッド部の接地面積を変化さえ得るタイヤ内部の位置であれば任意でありタイヤトレッド部に連なるショルダー部などを含んでよいものとする。この態様によれば、押圧手段による押圧力を増大させると、押圧手段がタイヤの内部側からタイヤの形状を押し広げるように変化させる。その結果、タイヤトレッド部の接地面積を増加させることができる。逆に、押圧力を減少させると、タイヤは充填された空気圧で規定される形状に復元しようとするため、増加したタイヤトレッド部の接地面積は、定常状態に復帰する。
【０００７】
また、上記態様において、押圧手段は、タイヤトレッド部とショルダー部との境目近傍に配置される押圧部と、押圧部に押圧力を付与する押圧力発生手段と、を含むことができる。
【０００８】
ここで、タイヤトレッド部とショルダー部との境目近傍とは、厳密な位置を示すものではなく、タイヤトレッド部の接地面積を変化させられる位置であれば任意であり、ちょうど境目部分でもよいし、タイヤトレッド部側よりの位置でもショルダー部側よりの位置でもよい。また、押圧部は、タイヤ全周に対し、タイヤトレッド部の接地面積をほぼ均一に変化させられるものであれば、その形状は任意である。
【０００９】
この態様によれば、押圧部により直接タイヤ内部側から押圧を行うので、効率的にタイヤの変形を行うことができる。
【００１０】
また、上記態様において、押圧部は、タイヤ内部の表面側および裏面側の全周に配置されるリング状部材であり、押圧力発生手段は、リング状部材をタイヤトレッド部の幅方向に移動させるようにすることができる。
【００１１】
この態様によれば、リング状部材によりタイヤ全周を押圧することができるので、タイヤトレッド部の接地面積の変化を安定的に、かつ均一的に行うことができる。なお、押圧部であるリング状部材はタイヤ内部壁面に必ずしも固定する必要はなく、タイヤ内壁面の形状により支持するようにしてもよい。
【００１２】
また、上記態様において、押圧力発生手段は、タイヤ内部に設けれたウエイトであって、タイヤ回転時に発生する遠心力に応じて押圧部に対する押圧力を変化させるようにしてもよい。
【００１３】
タイヤが回転を開始すると、タイヤ内部に配置されたウエイトは遠心力を受け、タイヤ半径方向外側へ向く力を発生する。この遠心力により押圧部を押圧する。このとき、遠心力は、タイヤの角速度の二乗に比例するので、タイヤが高速走行を行うほど押圧力が大きくなり、タイヤトレッド部の接地面積が増加する。つまり、高速走行状態から制動を行う場合に。より大きな接触抵抗を得ることが可能になり、制動性能を向上することができる。また、高速走行時に接地面積が増加することにより旋回性能の向上にも寄与することができる。
【００１４】
また、上記態様において、さらに、タイヤ回転時に発生する遠心力による押圧力を調節する調節手段を含むものであってもよい。
【００１５】
上述のように遠心力はタイヤの角速度の二乗に比例するため、例えば、タイヤの材質が軟らかい場合、低速走行時と高速走行時で、接地面積差が極端に大きくなってしまう場合がある。そこで、例えば、所定速度以上になった場合に、遠心力を調整する調節手段を配置することにより、必要以上の押圧力の増大を抑制することができる。この調節手段は例えば、所定以上の遠心力はが発生した場合に、その遠心力の方向と逆の方向の付勢力を発生したり、押圧部の押圧方向と逆の方向に付勢力を発生する付勢手段、例えば、スプリングなどを配置することにより容易に実現することができる。
【００１６】
また、上記態様において、押圧手段は、自身の質量に対して発生する遠心力によりタイヤトレッド部の接地面積を変化させるようにしてもよい。例えば、タイヤトレッド部の幅方向両端近傍部分の質量をタイヤトレッド部中央部分の質量より重くすることにより、遠心力の影響を他の部分より増大させことができる。その結果、高速走行時に接地面積の増大を行うことができる。この場合、タイヤトレッド部の幅方向両端近傍部分の質量の増加は、例えば、対応部分のタイヤ構成材料の肉厚を増加させることにより行ったり、任意のウエイトを対応部分に埋め込んだり付加したりすることにより行うことができる。
【００１７】
また、上記態様において、押圧手段は、タイヤの使用環境の変化に応じて形状が変化する感応部材であって、当該感応部材の形状変化により押圧力を変化させるようにしてもよい。この場合、感応部材は、例えばバイメタルで構成することができる。タイヤは、高速で走行するほど路面との摩擦により内部温度が上昇する。例えば、定常状態で湾曲したバイメタルをタイヤ内部に配置し、タイヤが高速走行状態に移行した場合に、タイヤ内温度の上昇により延びるようにすることにより走行環境に応じて押圧力を発生させることができる。
【００１８】
また、感応部材は、ピエゾ素子で構成することができる。ピエゾ素子は印加電圧を変化させることにより所定方向に延びる。したがって、タイヤトレッド部の接地面積を増加させたい部分を中心にピエゾ素子を配置し、接地面積を増加させたいタイミング、例えば、ブレーキペダルを操作したときや操舵したときなどに所定電圧を印加することにより、接地面積制御を行うことができる。
【００１９】
また、本発明のタイヤは、タイヤ内部のタイヤ表面側および裏面側におけるタイヤトレッド部とショルダー部との境目近傍に配置される一対の押圧部と、各押圧部に回動自在に接続される一対のアーム部と、各アーム部の他端に接続され各アーム部を回動自在に連結すると共に、タイヤトレッド部の幅方向の略中央位置で、タイヤ径方向に移動自在なウエイトと、を含むものであってもよい。
この態様によれば、ウエイトに発生した遠心力をアーム部を介して押圧部に伝達し、スムーズかつ容易にタイヤトレッド部の接地面積を変化させることができる。
また、本発明の車輪は、タイヤトレッド部に対応するタイヤ内部に複数配置されるピエゾ素子と、車両の走行状態情報を取得する走行状態情報取得手段と、走行状態情報取得手段で取得した走行状態情報に基づき、ピエゾ素子を駆動し、タイヤトレッド部の接地面積を増大させる電圧印加手段と、を含むものであってもよい。
この態様によれば、走行状態情報取得手段が例えばブレーキペダルの操作や操舵などの車両の走行状態情報を取得したタイミングで電圧印加手段により所定電圧を印加することにより、接地面積制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、タイヤの内部に配置された押圧手段によりタイヤ内部からの押圧力を変化させることによりタイヤトレッド部の接地面積を変化させるので、タイヤの摩擦係数を容易に変化させることができる。このとき、押圧力は、例えば、ウエイトに発生する遠心力や感応部材の形状変化により発生させるので、押圧手段の構成はシンプルである。また、タイヤ自体の形状をタイヤ内部からの押圧力により変化させるのみで空気圧は変化を伴わないので、タイヤの許容加重に変化を生じることを回避することができる。さらに、タイヤ内部から押圧力を付与する構成にしているので、構造体がタイヤ内部に収まり、従来のタイヤの大きさや形状を維持したままタイヤの摩擦係数を容易に変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に基づいて説明する。
【００２２】
本実施形態におけるタイヤは、タイヤの内部に配置された押圧手段によりタイヤ内部からの押圧力を変化させることによりタイヤトレッド部の接地面積を変化させるものである。つまり、押圧力を増加することによりタイヤトレッド部の接地面積が増加する。その結果、タイヤの摩擦抵抗が増加し、制動性能を向上したり、旋回時の安定性を向上する。以下、タイヤ内部からの押圧力を変化させ、タイヤトレッド部の接地面積を変化させる構造例を説明する。
【００２３】
図１には、本実施形態のタイヤ１０の径方向の断面図の一部が示されている。タイヤ１０は、タイヤトレッド部１２、ショルダー部１４、サイドウォール部１６、ビード部１８に大別され、これらの部分は、ゴム層やベルト、カーカス、ビードワイヤーなどによって構成されている。タイヤ１０はビード部１８の部分で、ホイール２０にしっかりと固定され、密閉された空気室２２を形成する。空気室２２の内部には、バルブ２４を介して、所定圧力の空気が充填される。
【００２４】
本実施形態において、空気室２２内部、すなわち、タイヤ１０の内部側には、タイヤトレッド部１２の接地面積を変化させるべくタイヤ１０内部側からの押圧力を変化させる押圧手段として機能する押圧機構２６が配置されている。図２には、押圧機構２６の全体形状を示す概念斜視図が示されている。押圧機構２６は、タイヤトレッド部１２の接地面積を変化させるべく接地面積増減対応部分、例えば、タイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍のタイヤ１０の内壁面に当接する押圧部２８を含んでいする。押圧部２８は図２に示すように、リング形状を呈し、タイヤ１０の表面側および裏面側の全周に配置されている。なお、押圧部２８を配置するタイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍とは、厳密な位置を意味するものではなく、タイヤトレッド部１２の接地面積を変化させられる位置であれば任意であり、ちょうど境目部分でもよいし、タイヤトレッド部１２側よりの位置でもショルダー部１４側よりの位置でもよい。また、押圧部２８は、タイヤ１０の内壁面に非固定で接触しているのみで十分であるが、例えば、タイヤ１０の内壁面に突起や溝を設け、押圧部２８がタイヤ１０の内壁面の一定の位置を安定的に押圧するようにしてもよい。もちろん、接着剤や固定機構などを用いて、完全に押圧部２８をタイヤ１０の内壁面に固定してもよい。
【００２５】
図１、図２に示すように、一対のリング状の押圧部２８は、支持軸２８ａを介してアーム部３０と接続されている。つまり、押圧部２８に対してアーム部３０が回動自在に接続されている。また、アーム部３０の他端側には、押圧力発生手段として機能するウエイト３２が支持軸３２ａを介して接続されている。つまり、アーム部３０は、ウエイト３２に対しても回転自在に支持されていることになる。また、各アーム部３０の長さは等しく、アーム部３０同士の接続位置と、各押圧部２８とアーム部３０の接続位置とは、アーム部３０同士の接続位置を頂点とするほぼ二等辺三角形を形成するようになっている。
【００２６】
ここで、タイヤ１０が回転を開始すると、ウエイト３２はタイヤ１０の半径方向外側に向く遠心力を受ける。その結果、ウエイト３２は、図１中矢印Ａ方向に移動する。ウエイト３２に対して、アーム部３０および押圧部２８は回動自在に接続されているので、押圧部２８は矢印Ｂで示すようにタイヤ１０の幅方向外側に移動することになる。図１に示すように、押圧部２８はタイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍に配置され、ショルダー部１４からサイドウォール部１６は押圧部２８の移動方向に対して角度を有して存在するので、押圧部２８の移動に伴い、タイヤ１０の内壁面を外側に押圧することになる。このとき、タイヤ１０は弾性を有するゴム材を中心に構成されているので、押圧部２８がタイヤ１０の内壁面に固定されているかいないかに関わらず、図１中の領域Ｃの部分、つまり、通常接地していないタイヤトレッド部１２の部分が矢印Ｄ方向に移動する。すなわち、接地ラインＧに接触するようになる。ウエイト３２に作用する遠心力は、タイヤ１０の角速度の二乗に比例するので、低速走行時には、押圧部２８の押圧力は小さい。したがって、例えば、図１のように、タイヤトレッド部１２の略中央を中心とした接地状態となる。一方、高速走行を行うと、遠心力が増大し、押圧部２８の配置されたタイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍が押圧され、領域Ｃのタイヤ１０の形状が接地側に変形し、今まで接地ラインＧから浮いていた部分が矢印Ｄ方向に移動し接地するようになる。つまり、走行環境に応じてタイヤトレッド部１２の接地面積が増加方向に変化し、接触抵抗の増大を行うことができる。
【００２７】
前述のように高速走行状態から制動を行う場合、タイヤ１０と接地面との接触抵抗をできるだけ大きく確保することが好ましい。本実施形態のように、高速走行時に遠心力により自動的にタイヤ１０を変形させてタイヤトレッド部の接地面積を増大させることにより、タイヤ１０の接触抵抗増加を行うことにより、良好な制動性能の向上を容易に行うことができる。さらに、ウエイト３２に作用する遠心力を利用することにより、大きな制動力が必要となる高速走行ほど大きな接触抵抗を確保できるので、走行環境に則したタイヤトレッド部１２の接地状態を調節することができる。
【００２８】
なお、押圧部２８が押圧力を発生するときの押圧部２８の片側移動量は、例えば、２〜３ｍｍ、タイヤトレッド部１２の幅方向で５ｍｍ程度接地幅が変化すれば、十分な制動力の変化効果を期待することができる。これは、通常のタイヤの幅設定が５ｍｍ単位で行われているためである。つまり、本実施形態のタイヤ１０によれば、１つのタイヤでそのタイヤの規定幅の制動性能と１サイズ上のタイヤの制動性能を得ることができることになる。もちろん、タイヤトレッド部１２の接地面積の変化量設定は任意であり、ウエイト３２の質量調整やタイヤ１０の構成材料の選択を適宜行うことにより、容易に設定変更することができる。なお、図２は、図示の簡略化のため、ウエイト３２で接続されるアーム部３０の対を３組のみ示しているが、タイヤ１０の回転バランスを損ねない配置、例えば、等間隔で、十分に押圧部２８を移動させることができれば、配置するアーム部３０の対の数は任意であり、例えば、１０対程度配置することにより、良好に押圧部２８を移動させることができる。
【００２９】
なお、上述の説明では、押圧部２８をリング状の部材として説明したが、タイヤ１０のタイヤトレッド部１２の接地面積をタイヤ全周でほぼ均一に変化させられれば、必ずしも連続したリング形状である必要はなく、アーム部３０が接続され個別に移動可能な弧形状でもよく、この弧形状の押圧部が連続的または、周方向に所定間隔を隔てて配置されてもよい。また、図１では、押圧部２８の断面は円形であるが、断面形状も任意であり、矩形や三角形などでもよい。
【００３０】
図３以降には、本実施形態の変形例が示されている。図３は、タイヤ１０の回転時に発生する遠心力による押圧力を調節する調節手段を有している例である。なお、図３では、押圧機構のみを図示している。前述したように、ウエイト３２に作用する遠心力は、タイヤ１０の角速度の二乗に比例する。したがって、タイヤ１０を構成する材質が軟らかい場合、高速走行時に必要以上に押圧力が発生してしまう場合がある。タイヤ１０の変形量差が、低速走行時と高速走行時とで大きすぎる場合、車両搭乗者に違和感を与えてしまう場合がある。そこで、図３の例では、遠心力による押圧力が所定値以上にならないように、調整するため、調節手段として例えば、スプリング３４を、ウエイト３２に接続された一対のアーム部３０に掛け渡している。押圧部２８は、タイヤ１０のウエイト３２に作用する遠心力により、徐々にタイヤトレッド部１２の接地面積を増加するように図中Ｂ方向に離反するが、遠心力が所定値より大きくなるとスプリング３４の付勢力が遠心力に基づく押圧力を抑制するように作用し始める。その結果、タイヤトレッド部１２の接地面積が必要以上に増加することを抑制することができる。
【００３１】
例えば、押圧部２８、アーム部３０、ウエイト３２とで構成される押圧機構を搭載するタイヤの性質、つまり、タイヤ１０の構成部材の堅さに応じて、スプリング３４のばね定数を変化させれば、押圧部２８、アーム部３０、ウエイト３２を標準品として準備しても、様々なタイプのタイヤに適用することが可能となり、押圧機構の汎用性の向上に寄与することができる。なお、調節手段は、押圧力を抑制できれば任意であり、ベルト状のものでもよいしダンパなどでもよい。また、アーム部３０とウエイト３２とからなる対が複数配置される場合、押圧部２８が矢印Ｂ方向に略平行に移動できれば、全ての対に調節手段を設ける必要はなく、例えば、一定間隔おきに配置したり、一部の対に配置するようにしてもよい。なお、図３の場合も図示を簡略化しているので、アーム部３０とウエイト３２とからなる対を２対しか図示していないが、図１の例と同様に、押圧部２８を良好に押圧できるように、配置する対数は適宜選択することが望ましく。例えば１０対程度配置ことが望ましい。
【００３２】
また、上述した調節手段は、押圧部２８の押圧力を調節できる構成であれば任意であり、例えば、一対の押圧部２８に直接掛け渡してもよいし、ウエイト３２に対して、タイヤの車軸方向からスプリングを半径方向に掛け渡してウエイト３２に作用する遠心力を直接調節するようにしてもよい。
【００３３】
図４、図５には、押圧手段をより簡易的に構成している例を示している。図１で説明したように、本実施形態のタイヤによれば、高速走行時に、タイヤトレッド部１２の幅方向両側の接地が実現できればよい。そこで、図４、図５の例では、図１において、押圧部２８が接触する部分、つまり、押圧力を受けて変形する部分の質量を増加するように、タイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍部分のタイヤ１０の内壁部に肉盛部３６を形成している。タイヤ１０の角速度が増大すると、この肉盛部３６に他の部分、例えば、タイヤトレッド部１２の幅方向中央部分より大きな遠心力が作用し、タイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍部分、つまり図中領域Ｃで示す部分を矢印Ｄ方向に移動させて、図１の構成と同様に、走行環境に応じてタイヤトレッド部１２の接地面積を変化させる。すなわち、図１の場合、押圧手段を押圧部２８、アーム部３０、ウエイト３２とで構成したが、図４の場合は、押圧手段をタイヤ１０を構成する一部分で構成し、そこに作用する遠心力により同様な効果を得ている。
【００３４】
なお、肉盛部３６の形状は他の部分と遠心力による影響差を付けられる形状であれば任意であり、製造性などを考慮して決定することが好ましい。
【００３５】
図５は、図４の変形例であり、図４において、肉盛部３６を形成した部分に、肉盛りの代わりに、ウエイト３８を埋め込んだ例である。この場合、ウエイト３８は、タイヤ１０全周に対して連なったリング状のものでもよいし、例えば、球状や棒状の複数のウエイトを分割的に埋め込んでもよい。分割してウエイトを埋め込む場合、タイヤトレッド部１２が部分的に変形しないように、配置間隔は適宜調整することが望ましい。もちろん図４の肉盛部３６を形成する場合も、必ずしも連続形成する必要はないが、不連続で肉盛部３６を形成する場合には、タイヤトレッド部１２の全周がほぼ均一に変形するようように肉盛り位置を選定する必要がある。
【００３６】
図５の場合も、図４の場合と同様に、タイヤ１０の角速度の増加に伴い、ウエイト３８の埋め込み位置で変形を生じ、走行環境に応じてタイヤトレッド部１２の接地面積を変化させることができる。すなわち、図１の場合と同様な効果を得ることができる。なお、ウエイト３８は、所定の重量が確保できればよく、その材質は任意であり、例えば金属などで構成することができる。
【００３７】
上述の各実施形態では、タイヤに発生する遠心力を利用し、タイヤトレッド部の接地面積を変化させる例を示してが、図６、図７では、他の手段によりタイヤトレッド部の接地面積を変化させる例を説明する。
【００３８】
図６の場合、一対の押圧部２８を複数の位置で接続するように感応部材が掛け渡されている。この感応部材はタイヤの使用環境の変化に応じて形状が変化するもので、図６の例では、定常時湾曲したバイメタル４０が複数配置されている。なお、図６の場合も、図示を簡略化しているので、２対しか図示していないが、図１や図３と同様に押圧部２８の押圧を良好に行えるように、複数のバイメタル４０が配置されることが望ましい。
【００３９】
周知のように、タイヤは、高速走行を行うほど、タイヤと接地部との摩擦により内部の空気室の温度が上昇する。つまり、低速状態では、バイメタル４０は定常状態を維持し、押圧部２８に押圧力を付与しない。しかし、高速走行を行い空気室の温度が上昇すると、バイメタル４０は延びて直線化するように変形する。その結果、押圧部２８に押圧力を付与するようになり、押圧部２８を矢印Ｂ方向に移動させる。つまり、図１や図３の例と同様に高速走行時にタイヤトレッド部の接地面積が増加するようにタイヤを変形させることができる。
【００４０】
このように、タイヤ内の空気室の温度が高くなる高速走行時にタイヤトレッド部の接地面積を増加することができるので、高速走行時の制動性能や旋回性能の向上を行うことが容易にできる。なお、バイメタル４０の場合、貼り合わせる金属を適宜選択することや定常時の湾曲量を適宜選択することで、容易に接地面積の変化量の調整を行うことができる。
【００４１】
また上述した各実施形態のように、タイヤトレッド部１２とショルダー部１４との境目近傍に押圧部２８や肉盛部３６、ウエイト３８を配置することによりタイヤ１０の剛性を向上できるという効果が生じると共に、高速走行時にタイヤ１０の変形により僅かではあるがタイヤ１０の断面高さが低くなり、車高がダウンするので、高速走行時の走行安定性の向上に寄与するという効果も生じる。
【００４２】
図７（ａ），（ｂ）には、感応部材を用いた他の例が示されている。図７（ａ），（ｂ）の場合、使用環境の変化に応じて形状が変化する感応部材として、ピエゾ素子４２を用いた例を示している。ピエゾ素子４２は、印加電圧を変化させることにより所定方向に延びる性質を有している。図７（ａ）の例の場合、タイヤトレッド部１２の内部の板状のトレッドベース４４の下面側に複数のピエゾ素子４２が配置され、所望のタイミングで電圧が印加されるように構成されている。なお、図７（ａ）の場合、タイヤトレッド部１２幅方向両端部に対応する位置に、タイヤ１０の外側に向かい押圧力を発生するピエゾ素子４２を配置し、中央部に、タイヤ１０の内側に向かい引込力を発生するピエゾ素子４６を配置し、ピエゾ素子４２，４６が駆動した場合に、定常時タイヤトレッド部１２に沿って、湾曲形状のトレッドベース４４を平面形状に変化させている。もちろん、中央のピエゾ素子４６は省略してもよい。
【００４３】
図７（ｂ）にピエゾ素子４２の駆動時の部分拡大図が示されている。実線で示される状態がピエゾ素子４２の駆動前であり、破線で示される状態がピエゾ素子４２の駆動時の状態である。このように、タイヤトレッド部１２内部のトレッドベース４４を平面化することにより、湾曲し接地ラインから浮いていたタイヤトレッド部１２の両端部が接地するようになり接地面積が増加する。つまり、上述した他の実施形態と同様に、制動性能や旋回性能を向上させたい場合に、タイヤトレッド部１２の接地面積を変化させることが可能になり、他の実施形態と同様な効果を得ることができる。なお、図７（ａ）の場合、ピエゾ素子４２，４６は、図の簡略化のため断面上に３個のみ図示しているが、トレッドベース４４の平面化が良好にできる数のピエゾ素子を配置することが望ましい。また、タイヤ１０の周方向においてもトレッドベース４４がタイヤトレッド部１２の幅方向で良好な平面化が行えるように複数列、例えば、４５°間隔で配置することが望ましい。また、幅方向の配列に関してもタイヤトレッド部１２の幅方向に直線的に配列される必要はなく、トレッドベース４４の平面化ができれば、任意に配列パターンを採用することができる。
【００４４】
ところで、ピエゾ素子を駆動するためには、電源と、所定のタイミングで電圧を印加する電圧印加手段が必要である。例えば、タイヤ１０には、当該タイヤ１０の例えば空気圧や温度などを監視するためにセンサユニット４８がホイール２０に配置されている。このセンサユニット４８は、例えばバルブ２４の後端に接続されている。このセンサユニット４８には、圧力センサなどを駆動したり、取得した情報を車両側に送信する通信機やこれらを駆動するバッテリが内蔵されている。そこで、このバッテリを利用してピエゾ素子４２，４６を駆動することができる。
【００４５】
また、ピエゾ素子４２，４６を駆動するタイミングは、タイヤ１０が制動状態か否かによって制御することができる。現在タイヤ１０が制動状態か否かは、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいるか否かを検出するブレーキセンサからの情報に基づき判断することがで可能である。これらの情報は、例えばセンサユニット４８に内蔵され、車両の走行状態情報を取得する走行状態情報取得手段として機能する通信機を介してタイヤ１０側、すなわち、ホイール２０を含む車輪側で取得可能であり、車両側からのブレーキセンサの情報をピエゾ素子４２，４６に伝えることができる。
【００４６】
したがって、運転者がブレーキペダルを踏み込んだときに、ピエゾ素子４２，４６が駆動し、タイヤトレッド部１２の接地面積を増加し制動性能の向上を行うことができる。また、ブレーキペダルの踏み込みを終了した場合、ピエゾ素子４２，４６の駆動も終了し、タイヤトレッド部１２の接地面積は定常状態に復帰する。なお、ステアリング装置に含まれる舵角センサからの情報を走行状態情報取得手段として機能する通信機で取得することも可能であり、旋回が確認された場合に接地面積を増加し、旋回性能を向上させるようにしてもよい。
このように、ブレーキペダルの操作状態、ステアリングの操舵状態などから取得される車両の走行状態情報に応じてタイヤの接地面積を適切なタイミングで変化させて、制動性能や旋回性能の向上を行うことができる。
【００４７】
上述に説明では、ピエゾ素子４２，４６の駆動源源としてセンサユニット４８のバッテリを利用する例を説明したが、電源の取得方法は任意であり、専用のバッテリを配置してもよいし、車軸を介して車両側から得るようにしてもよい。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、タイヤトレッド部の接地面積を変化させるべくタイヤ内部側からタイヤトレッド部またはその近傍に対する押圧力を変化させる押圧手段を有しタイヤの摩擦係数を容易に変化させるので、制動性能や旋回性能を容易に向上することができる。また、タイヤ自体の形状をタイヤ内部からの押圧力により変化させるのみでタイヤの空気圧は変化を伴わないので、タイヤの許容加重が変化することを回避することができる。さらに、タイヤ内部から押圧力を付与する構成にしているので、押圧力を付与する構造体がタイヤ内部に収まり、従来のタイヤの大きさや形状を維持したままタイヤの摩擦係数を容易に変化させ、制動性能や旋回性能を容易に向上することができる。
【００４９】
本発明は、上述の各実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能である。したがって、各図に示される構造は一例であり、走行環境に応じてタイヤトレッド部の接地面積を変化させるべくタイヤ内部側からタイヤトレッド部またはその近傍に対する押圧力を変化させる押圧手段を含むものであれば、押圧の方法は任意であり、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係るタイヤの断面構造を説明する説明図である。
【図２】本実施形態に係るタイヤの内部に配置される押圧機構の構成を説明する説明図である。
【図３】本実施形態に係るタイヤの内部に配置される押圧機構が遠心力の調節手段有する構成を説明する説明図である。
【図４】本実施形態に係るタイヤの押圧手段が自身の質量により動作する例を説明する説明図である。
【図５】本実施形態に係るタイヤの押圧手段が自身の質量により動作する他の例を説明する説明図である。
【図６】本実施形態に係るタイヤの内部に配置される押圧手段にバイメタルを利用する例を説明する説明図である。
【図７】本実施形態に係るタイヤの内部に配置される押圧手段にピエゾ素子を利用する例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  タイヤ、１２  タイヤトレッド部、１４  ショルダー部、１６  サイドウォール部、１８  ビード部、２０  ホイール、２２  空気室、２４  バルブ、２６  押圧機構、２８  押圧部、２８ａ  支持軸、３０  アーム部、３２  ウエイト、３４  スプリング、３６  肉盛部、３８  ウエイト、４０  バイメタル、４２，４６  ピエゾ素子、４４  トレッドベース、４８  センサユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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